1、光通信概述
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)光通信行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與未來(lái)投資研究報(bào)告（2024-2031年）》顯示，光通信是通信工程術(shù)語(yǔ)，是以光波為載波的通信方式。相比于傳統(tǒng)的電通信，光通信具有巨大傳輸帶寬、極低傳輸損耗、較低成本和高保真等優(yōu)勢(shì)。光通信按光源特性，可分為激光通信和非激光通信；按傳輸介質(zhì)，可分為大氣激光通信和光纖通信；按傳輸波段，可分為可見(jiàn)光通信、紅外光通信和紫外光通信。
光通信與電纜通信性能對(duì)比情況
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對(duì)比維度 |
光通信 |
電纜通信 |
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傳輸原理 |
利用光信號(hào)傳輸信息，基于光的物理特性進(jìn)行傳輸，利用光的全反射現(xiàn)象將光信號(hào)沿光纖傳輸。 |
通過(guò)電信號(hào)傳輸信息，基于電流和電場(chǎng)的傳輸原理。 |
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傳輸速率 |
目前已實(shí)現(xiàn)400GB/s，正在研發(fā)800GB/s傳輸布線。 |
按照電纜類型傳輸速率不同，目前速率最高的八類線可傳輸40GB/s。 |
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傳輸距離 |
從百米以內(nèi)到幾百公里不等。 |
多數(shù)線纜僅能在百米以內(nèi)傳輸,提升難度大。 |
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傳輸質(zhì)量 |
光纖傳光不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的作用，抗干擾能力強(qiáng) |
受電磁干擾，信息易失真。 |
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傳輸衰減 |
0.14-0.19dB/km |
隨頻率增大而增大，2-50dB/100m |
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傳輸成本 |
短距離傳輸成本暫高于電通信模式，長(zhǎng)距離成本低。 |
傳輸距離有限，需配備大量中繼站傳輸，長(zhǎng)距離傳輸成本高。 |
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傳輸材料 |
主要為SiO2材料，纖芯細(xì)、重量輕、體積小、占地空間小、鋪設(shè)方便 |
主要為銅芯，線纜直徑越大損耗越低，故銅芯相對(duì)較粗，體積較大，重量大。 |
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線路升級(jí) |
線纜兼容，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)可利用現(xiàn)有布線系統(tǒng)，無(wú)需大規(guī)模調(diào)整。 |
線纜不兼容，升級(jí)網(wǎng)絡(luò)需重新布線。 |
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材料儲(chǔ)量 |
可再生資源，自然界存量大。 |
不可再生資源，用量大，近年來(lái)銅線線纜價(jià)格呈上升趨勢(shì) |
資料來(lái)源：觀研天下整理
2、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)持續(xù)迭代優(yōu)化，5G對(duì)光通信行業(yè)需求持續(xù)上升
4G網(wǎng)絡(luò)通常采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中包括核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)。在無(wú)線接入網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)基站（如LTE基站）之間通過(guò)交換機(jī)連接，形成一個(gè)扁平的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中每個(gè)基站都可以直接與核心網(wǎng)連接。而5G無(wú)線接入網(wǎng)通過(guò)引入接入網(wǎng)和應(yīng)用服務(wù)器的雙向交互，實(shí)現(xiàn)無(wú)線信道與業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)匹配，數(shù)據(jù)吞吐量更大。
光通信作為一種高速、大帶寬的傳輸技術(shù)，能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)高速傳輸?shù)男枨螅?G通信網(wǎng)絡(luò)將連接大量的終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，需要具備大容量的傳輸能力。光纖通信作為一種高密度、大容量的傳輸介質(zhì)，能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量傳輸?shù)男枨蟆?
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國(guó)5G基站總數(shù)達(dá)337.7萬(wàn)個(gè)，并且5G行業(yè)應(yīng)用已融入71個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類，應(yīng)用案例數(shù)超9.4萬(wàn)個(gè)，5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)超2.9萬(wàn)個(gè)。而根據(jù)電信《5G時(shí)代光傳送網(wǎng)白皮書(shū)》中對(duì)于城域OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，在節(jié)點(diǎn)數(shù)按照收斂比4:20:400:10000=省干層:核心層:匯聚層:接入層，接口數(shù)按照30:23:5:1=省干層:核心層:匯聚層:接入層，測(cè)算得出光模塊數(shù)量為：中傳（接入層）為627.6萬(wàn)個(gè)，回傳（匯聚層+核心層）為154.3896萬(wàn)個(gè)，省干網(wǎng)（省干層）為7.5312萬(wàn)個(gè)；共計(jì)約為2672萬(wàn)個(gè)。
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下整理
3、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速，催生光通信行業(yè)需求增長(zhǎng)
同時(shí)，近幾年，隨著數(shù)據(jù)流量爆發(fā)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心數(shù)量不斷增加，光模塊重要性持續(xù)凸顯。隨著終端業(yè)務(wù)演進(jìn)，數(shù)據(jù)中心需內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)流量遠(yuǎn)超過(guò)需向外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量，使得數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度進(jìn)一步提高，而光通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的應(yīng)用，極大地提高數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)交換能力，并且成為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心相互連接的核心部件。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量達(dá)到650萬(wàn)架，2018-2022年CAGR超過(guò)30%。
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4、AI網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)帶動(dòng)光通信行業(yè)代際升級(jí)，多家企業(yè)積極研發(fā)布局
而近期ChatGPT、文心一言等AIGC大模型帶來(lái)計(jì)算資源需求快速增長(zhǎng)，催生AI服務(wù)器需求增長(zhǎng)，伴隨著國(guó)內(nèi)數(shù)字基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)據(jù)負(fù)載量的需求量不斷上升，我國(guó)AI服務(wù)器市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，AI網(wǎng)絡(luò)也隨之演進(jìn)，并且?guī)?dòng)光通信行業(yè)代際升級(jí)。
2024年2月，LightCounting對(duì)Photonics West（美國(guó)西部光電展）和DesignCon 2024兩場(chǎng)展會(huì)的亮點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并預(yù)測(cè)預(yù)計(jì)首款采用224G通道的產(chǎn)品將于2024年底前推出樣品。而博通在官網(wǎng)給出基于單通道200G光通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，單通道200G光通信技術(shù)可以適配51.2T/102.4T兩個(gè)代際的交換機(jī)芯片。單通道200G光網(wǎng)絡(luò)包括了EML、VCSEL、CW光源、基于單通道200G方案的1.6T光模塊、線纜等。
2024年6月6日，在中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)研究院和中國(guó)移動(dòng)廣東公司統(tǒng)籌指導(dǎo)下，深圳移動(dòng)在龍崗移動(dòng)通信機(jī)樓開(kāi)通全球首個(gè)800G空芯光纖傳輸技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)。據(jù)悉，該試驗(yàn)網(wǎng)采用單波800Gbps寬譜光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基于空芯光纖的20km單芯光纖雙向128Tb/s超大容量傳輸試驗(yàn)，證明反諧振空芯光纖具備在復(fù)雜管網(wǎng)環(huán)境部署的可行性，是空芯光纖及傳輸系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)從技術(shù)原型走向產(chǎn)業(yè)化的重要里程碑。
2024年6月2日，英偉達(dá)在COMPUTEX 2024大會(huì)上發(fā)表演講，并發(fā)布全新GPU平臺(tái)Rubin以及以太網(wǎng)平臺(tái)Spectrum-X，并表示交換機(jī)Spectrum-X1600與網(wǎng)卡CX9-1600 SuperNIC將于2026年推出，有望推動(dòng)光模塊需求從1.6T向3.2T進(jìn)行升級(jí)。
由此可見(jiàn)，未來(lái)幾年，圍繞400G的技術(shù)方案、應(yīng)用策略和實(shí)際部署都會(huì)是光通信廠商關(guān)注的重點(diǎn)。
5、光通信行業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，光纖光纜市場(chǎng)份額占比近四成
此外，近幾年，國(guó)家大力推進(jìn)“新基建”政策，為信息通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來(lái)新契機(jī)，而光通信作為發(fā)展“新基建”的重要基礎(chǔ)設(shè)施和必要前提，其發(fā)展速度較快。同時(shí)，隨著光芯片、光器件等核心部件技術(shù)水平持續(xù)進(jìn)步，我國(guó)光通信行業(yè)能更好地應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)及高速運(yùn)算要求帶來(lái)的巨大壓力，進(jìn)而促進(jìn)市場(chǎng)規(guī)模也持續(xù)增長(zhǎng)。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)光通信市場(chǎng)規(guī)模約為1311億元，預(yù)計(jì)2023年將突破1400億元。從我國(guó)光通信市場(chǎng)結(jié)構(gòu)情況來(lái)看，光纖光纜、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)服務(wù)及光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占據(jù)了我國(guó)光通信絕大部分市場(chǎng)份額，占比累計(jì)超過(guò)90%。其中，光纖光纜市場(chǎng)占比達(dá)37%；其次為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)服務(wù)，占比達(dá)29%；再次為光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，占比達(dá)26%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下整理
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下整理
6、我國(guó)光通信行業(yè)將呈多元化融合創(chuàng)新演進(jìn)趨勢(shì)
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，超高速率、超大容量、智能化管控與多應(yīng)用場(chǎng)景融合依舊是未來(lái)光通信行業(yè)整體發(fā)展趨勢(shì)，并且在光傳感、光計(jì)算等光信息處理技術(shù)快速發(fā)展的背景下，與光通信將交叉融合，行業(yè)呈現(xiàn)多元化融合創(chuàng)新演進(jìn)趨勢(shì)。
我國(guó)光通信行業(yè)多元化融合趨勢(shì)簡(jiǎn)析
資料來(lái)源：觀研天下整理（WYD）
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